DE102006005633A1 - Connection system, in particular connector system for the transmission of data and power supply signals - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verbindungssystem und insbesondere ein Steckverbindungssystem zur vorzugsweise kontaktlosen Übertragung von Daten- und Energieversorgungssignalen zwischen einer Sensoreinrichtung und einer Basiseinheit in einem Mess- und Übertragungssystem mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen. Wenn dabei von einem "Verbindungssystem" die Rede ist, so sollen darunter alle möglichen mechanisch und elektrisch verbind- und trennbaren Kopplungsmechanismen gemeint sein, wobei Steckverbinder mit Steck- und Buchsenelement natürlich die in der Elektrotechnik gebräuchlichsten Vertreter solcher Verbinder darstellen. Diese können direkt kontaktierend, aber auch kontaktlos, wie induktiv, kapazitiv oder optisch ausgelegt sein.The The invention relates to a connection system and more particularly to a connector system for preferably contactless transmission of data and power signals between a sensor device and a base unit in a measurement and transmission system with the in Preamble of claim 1 specified characteristics. When doing so there is talk of a "connection system", so including all possible mechanically and electrically connectable and separable coupling mechanisms be meant, wherein connectors with plug and socket element Naturally the most commonly used in electrical engineering Represent representatives of such connectors. These can be directly contacting, but also contactless, such as inductive, capacitive or optically designed be.
Die
kontaktlose Übertragung
von Schaltsignalen und Wechselspannungen in Telekommunikations-
und Datenübertragungssystemen
ist beispielsweise aus der
Die
Der
nächstkommende
Stand der Technik ist durch die
Zum Hintergrund der Erfindung ist darauf hinzuweisen, dass derartige Mess- und Übertragungssysteme vielfach in rauer Industrieumgebung, wie beispielsweise in großtechnischen chemischen Prozessanlagen, eingesetzt werden. Die Messstellen sind dabei oftmals von der zentralen Leitwarte weit entfernt. Problematisch für das Prozessbedienungspersonal ist daher die Tatsache, dass vor Ort an einer Messstelle in der Regel nicht erkennbar ist, ob das Steckverbindungssystem einwandfrei arbeitet, insbesondere ob das Mess- und Übertragungssystem für die abzugreifenden Messgrößen sich in einem ordnungsgemäßen Betriebszustand befindet. Dies kann ggf. nur über die Leitwarte abgefragt werden.To the Background of the invention is to be noted that such Measuring and transmission systems often in harsh industrial environments, such as in large-scale chemical process equipment, are used. The measuring points are often far from the central control room. Problematic for the Process operator is therefore the fact that on site a measuring point is usually not recognizable, whether the connector system works perfectly, especially if the measuring and transmission system for the itself to be measured in a proper operating condition located. This may only be over the control room will be queried.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verbindungssystem und insbesondere ein Steckverbindungssystem zur vorzugsweise kontaktlosen Übertragung von Daten- und Energieversorgungssignalen anzugeben, bei dem am Verbindungssystem selbst erkennbar ist, ob das damit angekoppelte Mess- und Übertragungssystem ordnungsgemäß arbeitet.From that Based on the object of the invention, a connection system and in particular a connector system for preferably contactless transmission of data and power signals indicating the connection system itself can be seen whether the connected measuring and transmission system works properly.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst, wonach eine optische Diagnose-Anzeigeeinheit in mindestens einem der Verbindungselemente vorgesehen ist, die definierte Zustandsparameter innerhalb des Mess- und Übertragungssystems visualisiert. Bei solchen Zustandsparametern kann es sich beispielsweise um den Spannungsversorgungszustand, das Datenübertragungsverhalten oder den Sensorzustand des Mess- und Übertragungssystems handeln. Insbesondere im Hinblick auf die Überwachung des Sensorzustands und dessen Visualisierung kann das Verbindungssystem so „intelligent" ausgelegt sein, dass es die Testroutinen für die Ermittlung des Sensorzustandes von seiner Steuer- und Speichereinheit initiieren lässt.These The object is specified by the characterizing part of claim 1 Characteristics solved, after which an optical diagnostic display unit is provided in at least one of the connecting elements, the defined state parameters within the measurement and transmission system visualized. Such state parameters may be, for example to the power state, the data transfer behavior or the sensor state act of the measuring and transmission system. In particular with regard to the monitoring of the sensor state and its visualization, the connection system can be so "smart" designed that it's the test routines for the determination of the sensor state of its control and storage unit initiate.
Grundsätzlich kann die optische Diagnose-Anzeigeeinheit auf einer oder mehreren Leuchtdioden basieren, wobei unterschiedliche Zustandsparameter des Mess- und Übertragungssystems durch unterschiedliche Farbgebung und/oder Blinkfrequenzen des Visualisierungssignals anzeigbar sind. So können auch mehrere, den Grundfarben Rot, Blau und Grün entsprechende Leuchtdioden in der optischen Diagnose-Anzeigeeinheit vorgesehen sein. Diese sind nach dem Prinzip der additiven Farbmischung zur Generierung eines beliebig-farbigen Visualisierungssignals ansteuerbar.Basically, the optical diagnostic display unit on one or more Leuchtdi oden, wherein different state parameters of the measurement and transmission system can be displayed by different colors and / or flash frequencies of the visualization signal. Thus, a plurality of light-emitting diodes corresponding to the primary colors red, blue and green can also be provided in the optical diagnostic display unit. These can be controlled according to the principle of additive color mixing for generating an arbitrarily colored visualization signal.
Bei einer pH-Messstelle etwa könnte die Farbe des Leuchtdiodenmoduls in Abhängigkeit von der gemessenen Wasserstoffionenkonzentration angesteuert werden. Damit kann die optische Diagnose-Anzeigeeinheit dem sogenannten Lackmus-Test nachempfunden werden. Bei einem niedrigen gemessenen pH-Wert leuchtet die optische Diagnose-Anzeigeeinheit rot, bei hohem pH-Wert blau.at a pH measuring point could be about the color of the light emitting diode module as a function of the measured Hydrogen ion concentration can be controlled. This can be the optical diagnostic display unit the so-called litmus test modeled become. At a low measured pH, the optical illuminates Diagnostic display unit red, at high pH blue.
Andere optische Anzeigen, wie beispielsweise LCD-Displays, die gegebenenfalls Fehler- oder Statuscodes bzw. gleich Klartextmeldungen ausgeben, sind ebenfalls einsetzbar.Other optical displays, such as LCD displays, if necessary Output error or status codes or plain text messages, are also usable.
Die optische Diagnose-Anzeigeeinheit kann in einer bevorzugten Weiterbildung ferner als zusätzliche Schnittstelle zur optischen Datenübertragung verwendet werden. Dazu ist das das Visualisierungssignal darstellende sichtbare Licht zusätzlich amplituden-, frequenz- oder phasenmoduliert, sodass mittels einer Zusatzvorrichtung die so repräsentierten Daten empfangen und weiter ausgewertet werden können.The Optical diagnostic display unit may, in a preferred embodiment as additional Interface for optical data transmission can be used. This is the visual light representing the visualization signal additionally amplitude, frequency or phase modulated, so by means of a Additional device the data so represented can be received and further evaluated.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Verbindungssystem zusätzlich mit einer Schnittstelle zur drahtlosen Datenkommunikation mit einer separaten Instanz, wie z. B. einem PDA, MDA, PC Laptop und dergleichen ausgestattet sein. Die Schnittstelle kann als Funk- oder Infrarotschnittstelle ausgeführt werden, wobei die Infrarot-Übertragung (IrDA) gegenüber Funklösungen, wie beispielsweise Bluetooth, signifikante Vorteile, wie einen geringeren Energiebedarf und eine hohe Sicherheit der Datenübertragung durch den direkten optischen Übertragungsweg sowie einen unkomplizierten Verbindungsaufbau, zeigt. Zudem gehört eine solche Schnittstelle heute bereits zur Grundausstattung vieler Kommunikationsgeräte.In a further preferred embodiment can the connection system in addition with an interface for wireless data communication with a separate instance, such as A PDA, MDA, PC laptop and the like be equipped. The interface can be used as radio or infrared interface accomplished be, taking the infrared transmission (IrDA) Wireless solutions, such as Bluetooth, significant benefits, such as a lower Energy demand and high security of data transmission by the direct optical transmission path as well as an uncomplicated connection, shows. In addition, one belongs such interface already today the basic equipment of many communication devices.
Bevorzugte Ausführungsformen bezüglich der Positionierung der Diagnose-Anzeige-Einheit bzw. der Leuchtdioden sehen eine Anordnung auf einer im Inneren des Verbindungssystems angeordneten Leiterplatte vor, wobei das Visualisierungssignal über Fenster im Gehäuse des Verbindungssystems von außen erkennbar ist. Ein solches Fenster kann vorzugsweise ein Ringfenster sein, das im sensorabseitigen Gehäuseabschnitt des Verbindungssystems vorgesehen ist. Damit ist das Visualisierungssignal der Diagnose-Anzeige-Einheit einerseits von allen radialen Raumrichtungen aus, andererseits auch dann von hinten sichtbar, wenn das Verbindungssystem beispielsweise in einem sogenannten Tauchrohr montiert ist und dadurch keine seitliche Sicht auf den Verbinder gegeben ist.preferred embodiments regarding the Positioning of the diagnostic display unit or LEDs see an arrangement on one inside the connection system arranged circuit board, wherein the visualization signal via window in the case the connection system from the outside is recognizable. Such a window may preferably be a ring window be provided in the sensor-side housing portion of the connection system is. This is the visualization signal of the diagnostic display unit on the one hand from all radial spatial directions, on the other hand then visible from behind, if the connection system, for example, in a so-called dip tube is mounted and thus no lateral View is given to the connector.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert wird. Es zeigen:Further Features, advantages and details of the subject invention from the following description, in which an embodiment with the attached Drawings closer explained becomes. Show it:
Das
in den
Aus
den
Im
Steckerelement
Das
zweite Koppelpartnerelement
Im
Buchsenelement
Bevor
hierauf eingegangen wird, soll kurz die grundsätzliche Funktionsweise des
Steckverbindungssystems, wie sie an sich aus dem Stand der Technik
bekannt ist, umrissen werden. Ausgehend von der Sensorseite werden
die von den beiden Elementarsensoren
Zur
Spannungsversorgung des gesamten Steckverbindungssystems wird ausgehend
von der basisseitigen Primärstromversorgung
Der
Kern der vorliegenden Erfindung liegt in der Diagnose-Anzeigeeinheit
So
kann zum einen der ordnungsgemäße Zustand
der Energieversorgung beispielsweise durch Dauerlicht der grünen Leuchtdiode
Weitere
Zustandsparameter, die visualisiert werden können, ist beispielsweise der
Sensorstatus. Dazu enthält
das Steckerelement Mittel zur Funktionsüberwachung. Bei ionensensitiven
Sensoren beispielsweise, die in der Regel aus einer hochohmigen Messelektrode
und einer relativ niederohmigen Bezugselektrode bestehen, wird dazu
der Innenwiderstand der Elektroden gemessen, indem Testspannungen
den eigentlichen DC-Messsignalen überlagert werden. Aus der Beziehung
zwischen Ausgangsspannung und Testspannung kann die Impedanz der
hochohmigen Messelektrode bzw. der Bezugselektrode errechnet werden.
Diese Berechnung kann von den Mikrocontrollern
Die Überprüfung von
Fehlern und/oder Diagnosegrenzen kann auch direkt im Steckverbindungssystem über deren
Mikrocontroller
Die
Leuchtdioden
Schließlich zeigt
Anhand
von
Die
elektronischen Komponenten des Buchsenelementes
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20111208 |